Estructura de trasplante con células de tejido diferenciadas terminalmente para la reconstrucción de un órgano.

Estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de una vejiga urinaria humana o animal la cual comprende

(a) una membrana biológicamente compatible que contiene colágeno;

y

(b) una o varias capas sobre la membrana de células tisulares específicas del órgano,

en cuyo caso la capa externa de las células tisulares específicas de órgano es una capa de células tisulares específicas de órgano diferenciadas de modo terminal y las células tisulares específicas de órgano son células uroteliales.

Estructura de trasplante con células de tejido diferenciadas terminalmente para la reconstrucción de un órgano La invención se refiere a una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de un órgano humano o animal, un método para su preparación así como a un uso de la estructura de trasplante de tejido. La invención se refiere principalmente a una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de la vejiga urinaria.

La reconstrucción de la vejiga urinaria puede ser necesaria debido a afecciones congénitas o adquiridas como, por ejemplo, mielomeningocele, distrofia de vejiga y cloacal, traumas, tumores malignos, disfunciones neuropáticas, inestabilidad de detrusor. La reconstrucción, es decir el reemplazo de las áreas lesionadas o enfermas de una vejiga urinaria, se efectúa mediante una estructura de trasplante de tejido que debe servir como una matriz para el crecimiento ulterior del tejido original.

En la actualidad, como matriz se usan principalmente segmentos del tracto gastrointestinal propios del paciente. De modo alternativo, pero menos frecuente, se emplean segmentos de intestino desepitelizados propios del paciente. Estas estructuras de trasplante de tejido presentan, no obstante, graves desventajas. De esta manera, la utilización de segmentos gastrointestinales está asociada con complicaciones como, por ejemplo, perturbaciones de electrolito, producción de moco, formación de cálculos o procesos degenerativos malignos. La razón de esto es el contacto constante de la mucosa gastrointestinal con la orina. La utilización de segmentos de intestino desepitelizados provoca complicaciones como el encogimiento del segmento.

Mientras que las matrices sin células son adecuadas para la reconstrucción de defectos más pequeños de una vejiga urinaria, es ventajoso el recubrimiento de la matriz en el caso de defectos más grandes (Yoo JJ, Meng J, Oberpenning F, Atala A. Bladder augmentation using allogenic bladder submucosa seeded with cells (Aumento de la vejiga usando submucosa de vejiga alógena sembrada con células) . Urology. 1998 Feb;51 (2) : 221-5) . Se ha propuesto recubrir una matriz que debe usarse para la reconstrucción de una vejiga urinaria con células uroteliales. De esta manera, la matriz debe protegerse contra la acción de descomposición de la orina ya que solo las células uroteliales forman una barrera adecuada contra la orina y de esta manera protegen la matriz contra la orina y además la calcificación y el rechazo.

Además, se sabe que solo las células superficiales, terminalmente diferenciadas, de la capa urotelial garantizan la funcionalidad correspondiente y principalmente forman una barrera contra la orina y sus componentes. La infiltración de las sustancias tóxicas de la orina se garantiza precisamente por las células uroteliales diferenciadas terminalmente las cuales son esenciales de esta manera para el mantenimiento de los gradientes osmóticos de la vejiga urinaria y de la homeostasis de tejido.

Sin embargo, células uroteliales menos diferenciadas no ofrecen la funcionalidad de las células uroteliales diferenciadas terminalmente. Una estructura de trasplante de tejido hecha de una matriz que está recubierta con células uroteliales menos diferenciadas puede conducir, por consiguiente, a infección, calcificación y rechazo, entre otras, debido a la función deficiente de estas células uroteliales.

A fin de evitar un rechazo de la matriz recubierta con células uroteliales, sería de ventaja el uso de células uroteliales autólogas. Sin embargo, esto está asociado con dificultades: mediante biopsia se ha encontrado que las células uroteliales obtenidas de una vejiga vieja y enferma presentan solamente un potencial de regeneración limitado (Cheng EY, Kropp BP. Urologic tissue engineering with small-intestinal submucosa: potential clinical applications. (Diseño de tejido urológico con submucosa de intestino delgado: aplicaciones clínicas potenciales) World J Urol. 2000 Feb; 18 (1) :26-30) . Además, las células uroteliales obtenidas de esta manera pierden su fenotipo característico in vivo durante la proliferación (Del cultivo celular hasta el diseño de tejido: W.W: Minuth, R. Strehl, K. Schumacher. Pabst science publishers) , de modo que es difícil re-diferenciar estas células uroteliales para obtener células con funcionamiento normal altamente diferenciadas.

Estructuras de tejido autólogas viables son conocidas de [1-5]. La capacidad de regeneración limitada de las células uroteliales que se han obtenido de vejigas urinarias viejas y enfermas se conoce de [6]. La pérdida del fenotipo característico de las células uroteliales durante la proliferación in vivo se describe en [7]. La influencia de la matriz extracelular se discute en detalle en las referencias [8-16].

WO 98/06445 A1 divulga un método para la reconstrucción de tejido mediante colonización de vejigas urinariasmucosa con células.

Scriven et al. J Urol 1997, 158: 1147-52, divulgan el cultivo de células uroteliales sobre estroma urotelial desepitelizado.

El objetivo de la invención es eliminar las desventajas según el estado de la técnica. Debe proporcionarse principalmente una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de un órgano humano o animal, principalmente una vejiga urinaria que presente en la mayor medida posible las mismas características funcionales protectoras que el tejido urotelial nativo sano y de esta manera apoye la generación posterior de la capa muscular sobre la membrana después del implante. Además, debe proporcionarse un método para la preparación de una estructura de trasplante de tejido de este tipo así como un uso de la estructura de trasplante de tejido.

Este objetivo se logra mediante las características de las reivindicaciones 1, 7 y 12. Modalidades convenientes de las invenciones resultan de las características de las reivindicaciones dependientes.

De conformidad con la invención está prevista una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de una vejiga urinaria humana o animal que comprende una membrana biológicamente compatible, que contiene colágeno, y una o varias capas de células tisulares específicas del órgano sobre la membrana, en cuyo caso la capa externa de las células tisulares específicas del órgano es una capa de células tisulares, específicas del órgano, terminalmente diferenciadas y las células tisulares específicas del órgano son células uroteliales.

La expresión "células tisulares específicas del órgano" debe entenderse en la presente en el sentido que las células tisulares del mismo órgano o de un órgano igual, que debe ser reconstruido, se aplican sobre la membrana. Si, por ejemplo, debe reconstruirse una vejiga urinaria, entonces por células específicas del órgano deben entenderse en la presente las células uroteliales.

Los órganos son unidades funcionales del cuerpo. Un ejemplo preferido es la vejiga urinaria.

En una modalidad preferida se proporciona una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de la vejiga urinaria que comprende una membrana biológicamente compatible, que contiene colágeno, y una o varias capas de células uroteliales sobre la membrana, en cuyo caso la capa exterior de las células uroteliales es una capa de células uroteliales terminalmente diferenciadas.

Sí sobre la membrana se forma solamente una capa de células tisulares entonces esta capa representa la capa externa que es una capa de células tisulares terminalmente diferenciadas.

La capa externa es una capa de células tisulares terminalmente diferenciadas. Las otras capas son capas de células tisulares diferenciadas de modo no terminal.

Los términos "membrana" y "matriz " se usan en la presente como sinónimos, en tanto no se indique nada diferente. La membrana debe contener los componentes de la matriz extracelular (MEC) , sus factores de crecimiento. De manera preferente la membrana es una membrana biológica.

Por una membrana que contiene colágeno, en la presente debe entenderse una membrana a base de colágeno.

Por reconstrucción se entiende el reemplazo de regiones lesionadas o enfermas de una vejiga urinaria humana o animal.

Por inducción estromal se entiende la proliferación de las células tisulares inducida por estroma. Preferentemente, la inducción estromal es una inducción fibroblástica. La inducción estromal debe permitir una proliferación de las células tisulares que sea suficiente para cubrir áreas mayores de la membrana (hasta 40 cm²) .

El número de las capas de células tisulares sobre la membrana debe ser preferiblemente de uno a siete, más preferible de dos a siete y de la manera más preferida de cuatro... [Seguir leyendo]

1. Estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de una vejiga urinaria humana o animal la cual comprende

(a) una membrana biológicamente compatible que contiene colágeno; y

(b) una o varias capas sobre la membrana de células tisulares específicas del órgano,

en cuyo caso la capa externa de las células tisulares específicas de órgano es una capa de células tisulares específicas de órgano diferenciadas de modo terminal y las células tisulares específicas de órgano son células uroteliales.

2. Estructura de trasplante de tejido según la reivindicación 1, caracterizada porque las células tisulares son de origen humano o porcino.

3. Estructura de trasplante de tejido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las células tisulares son de origen autólogo.

4. Estructura de trasplante de tejido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la membrana biológicamente compatible que contiene colágeno es un tejido de submucosa o dérmico.

5. Estructura de trasplante de tejido según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la membrana biológicamente compatible que contiene colágeno es una submucosa intestinal, una submucosa de vejiga urinaria acelular o una matriz dérmica acelular.

6. Estructura de trasplante de tejido según una de las reivindicaciones precedentes, obtenida

(a) aplicando células tisulares sobre la membrana biológicamente compatible que contiene colágeno;

(b) mediante proliferación de las células tisulares aplicadas mediante opción estromal en un medio de cultivo con formación de una o varias capas de células uroteliales sobre la membrana;

y

(c) diferenciación terminal de la capa externa de las células tisulares expandidas bajo inducción estromal adicional disminuyendo factores mitogénicos en el medio de cultivo.

7. Método para la preparación de una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de una vejiga urinaria humana o animal que comprende los pasos de

(a) aplicar células tisulares específicas de órgano sobre una membrana biológicamente compatible que contiene colágeno;

(b) hacer proliferar las células tisulares aplicadas mediante inducción estromal en un medio de cultivo con la formación de una o varias capas de células tisulares sobre la membrana;

y

(c) diferenciación terminal de al menos la capa externa de las células tisulares expandidas bajo inducción estromal adicional disminuyendo factores mitogénicos en el medio de cultivo;

en cuyo caso las células tisulares específicas de órgano son células uroteliales.

8. Método según la reivindicación 7, que comprende los pasos de

(a) aplicación de células uroteliales sobre una membrana biológicamente compatible que contiene colágeno;

(b) proliferación de las células uroteliales aplicadas por medio de inducción estromal en un medio de cultivo con la formación de una o varias capas de células uroteliales sobre la membrana;

y

(c) diferenciación terminal de al menos la capa exterior de las células uroteliales expandidas bajo inducción estromal adicional disminuyendo factores mitogénica se en el medio de cultivo.

9. Método según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizada porque las células tisulares aplicadas sobre la membrana en el paso (a) para la proliferación y diferenciación terminal se cultivan en un medio de cultivo que 5 contiene suero bovino fetal (SBF) o suero autólogo.

10. Método según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque las células tisulares aplicadas sobre la membrana en el paso (a) para la proliferación y diferenciación terminal se cultivan en un medio condicionado de fibroblastos (FBCM) , que contiene suero bovino fetal (SBF) o suero autólogo.

11. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende los pasos de

(a) aplicación de células uroteliales autólogas sobre una membrana biológicamente compatible que contiene colágeno;

(b) proliferación de células uroteliales aplicadas en un medio condicionado de fibroblastos (FBCM) , el cual contiene suero bovino fetal (SBF) , se forman hasta cuatro a siete capas de células uroteliales sobre la membrana; y

(c) diferenciación terminal de las células uroteliales expandidas de la capa externa disminuyendo la concentración de 15 SBF.

12. Uso del método según una de las reivindicaciones 7 a 11 para la preparación de una estructura de trasplante de tejido para la reconstrucción de una vejiga urinaria humana o animal.

13. Uso según la reivindicación 12 para la preparación de una estructura de trasplante de tejido según una de las reivindicaciones 1 a 6.

Fig. 1

Vejiga urinaria Fig. 4 (Continuación)